替代燃料——生物柴油.doc

内燃机的替代燃料——生物柴油
摘要:目前,我国汽车保有量超过了1亿辆,并仍以惊人的速度增加,对车用燃料的需求增长强劲。而截2011年中国石油对外依存度已达56%,这一情况对我国的能源安全和国民经济可持续发展都是一个大的隐患。因此,发展内燃机替代燃料已是我国当务之急。生物柴油为一种可再生能源,可以作为柴油机的一种替代燃料。
关键词:内燃机;替代燃料;生物柴油。
生物柴油
生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,如:醚、酯、醛、***、酚、有机酸、醇等。目前已知的生物柴油有30多种。
植物油的特点
(1)热值比柴油低;但密度比柴油高,容积热值与柴油接近,因此发动机的供油系统几乎不需要改动。
(2)年度比柴油高,影响喷雾特性和冷启动性能,但随着温度升高,植物油粘度下降较快。
(3 十六烷值比柴油低,闪点和着火温度均比柴油高,着火性能比柴油差,在柴油机上使用时,一般要加大喷油提前角。
(4)生物柴油一般含氧,这对燃烧有利。
(5)生物柴油可以和柴油任意比例混合。
(6)含有少量水分、灰分、残余和杂质,加上本身的重馏分多,相对分子质量很高,挥发性差,因此在燃烧室周围零件上易产生积碳引起运动零件磨损。
(7)生物柴油的主要成分是不饱和脂肪酸,它的氧化安定性差,容易变质。
植物油在其特性方面不完全符合柴油机的要求,为了改善植物油的着火性能、十六烷值和粘度,一般都要对植物油进行酯化处理,使其变为植物油单酯,以适合在柴油机中应用。
酯化处理后的植物油的优点
(1)相对分子质量、粘度、密度和表面张力均有大幅度下降。
(2)十六烷值提高,改善了着火性能。
(3)含碳量下降,含氧量增加,含氢量大致不变。
(4)灰分、残炭含量大大减少。
(5)酯化植物油、植物油和柴油之间可以实现任意比例互溶。
(6)酯化植物油的低热值比原植物油略低,差别约为3%。
生物柴油在发动机上的应用
柴油机可以使用纯生物油,也可以使用生物柴油和柴油的混合油。生物柴油的十六烷值较高,能量密度约为柴油的90%左右,生物柴油与石油系燃料互溶性好,不存在分层问题,且生物柴油含氧8%~10%有利于燃料燃烧,可以降低PM、CO、HC排放。
压燃式发动机燃用生物柴油/生物柴